检索结果-内蒙古大学图书馆

北京林业大学学报 2025年第2期47卷 163-174页

作者：李承禹方佳颖王启航曾令顺母军木质材料科学与应用教育部重点实验室北京林业大学材料科学与技术学院北京100083 清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084

【目的】生物炭在处理染料废水方面具有巨大的应用潜力。为制备具有高效染料吸附性能的吸附剂,同时提升生物质资源的综合利用,采用膨化预处理软木制备生物炭。【方法】采用水煮法和微波法对软木进行膨化预处理,然后置于管式炉内550℃热... 详细信息

【目的】生物炭在处理染料废水方面具有巨大的应用潜力。为制备具有高效染料吸附性能的吸附剂,同时提升生物质资源的综合利用,采用膨化预处理软木制备生物炭。【方法】采用水煮法和微波法对软木进行膨化预处理,然后置于管式炉内550℃热解60 min得到软木生物炭,利用SEM、FTIR和BET分析软木生物炭的微观结构和化学特性,通过批量吸附实验研究软木生物炭对亚甲基蓝(MB)和刚果红(CR)两种阴阳离子染料的吸附性能,并联合动力学、等温线、热力学模型拟合以及结构表征解析吸附机理。【结果】微波膨化预处理得到的软木生物炭(MBC-90)表现出更加粗糙的表面和丰富的微孔和介孔,同时伴随着—OH官能团的减少和芳香性结构的增强,这使得MBC-90更适合吸附小分子染料MB;而水煮膨化预处理得到的软木生物炭(WBC-90)具有更大的孔隙和不规则的孔壁结构,并保留了更多的—OH官能团,这使得WBC-90更适合吸附大分子染料CR。MBC-90对MB的最大吸附容量达到193.63 mg/g,WBC-90对CR的最大吸附容量达到203.55 mg/g,均优于未膨化软木生物炭对MB(129.18 mg/g)和CR(121.44 mg/g)的最大吸附容量。MBC-90对MB和WBC-90对CR的吸附表现出优异的pH适应性,在pH为2~10的范围内保持较高的吸附容量。在经过5次吸附-脱附实验后,MBC-90对MB(95.43 mg/g)和WBC-90对CR(138.17 mg/g)仍具有良好的吸附稳定性和再生性能。吸附过程符合准一级动力学模型和Langmuir等温线模型,表明吸附过程以物理吸附为主导,并在生物炭表面形成单分子层覆盖。热力学分析进一步证实了吸附过程为自发进行的吸热反应,且膨化处理显著提高了吸附的自发性。综合分析表明,软木生物炭对染料分子的吸附机理涉及多重作用力,包括静电引力、氢键相互作用、π-π堆积效应以及孔隙填充。【结论】本研究通过微波和水煮膨化预处理提升了软木生物炭的染料吸附性能。除此之外,制备的软木生物炭还具有良好的pH适应性和循环利用性能,有望应用于工业废水处理,拓展生物质资源的综合利用途径。

关键词：废水处理染料吸附剂软木生物炭膨化预处理动力学吸附等温线

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竹集成材水性漆涂饰工艺及附着机理研究

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北京林业大学学报 2022年第9期44卷 158-164页

作者：林欣雨张秋昊黄艳辉皇权飞杨欣北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083

【目的】竹集成材性能优异,常被用于家具、建筑等行业。涂饰水性漆能有效保护竹集成材,目前竹集成材水性漆涂饰面临水性漆渗透困难、附着力差的问题。因而探究涂饰工艺及清漆和色漆对竹集成材水性漆的漆膜性能和附着机理的影响,有助于... 详细信息

【目的】竹集成材性能优异,常被用于家具、建筑等行业。涂饰水性漆能有效保护竹集成材,目前竹集成材水性漆涂饰面临水性漆渗透困难、附着力差的问题。因而探究涂饰工艺及清漆和色漆对竹集成材水性漆的漆膜性能和附着机理的影响,有助于解决竹集成材水性涂装的难题。【方法】以竹集成材为基材,采用简易的多次喷涂底漆的涂饰工艺将水性清漆和色漆进行涂饰,并对漆膜硬度、附着力、光泽度、表面粗糙度进行测试,进一步利用电镜和红外分析探究漆膜在竹集成材上的附着机理。【结果】清漆漆膜硬度为1H,附着力为0级,而色漆因含有颜料,硬度更高为2H。颜料颗粒的存在影响了成膜的交联程度,使得色漆的附着力较差为1级,表面粗糙度高于清漆。说明本涂饰工艺能保持较强的附着力与漆膜硬度,能够对基材进行较好的保护。经过水性漆涂饰后的竹集成材表面光泽度显著增加,纵向的光泽度提高了5倍以上,大大提高了其装饰性能。且清漆涂饰前后总色差值较低,说明清漆能较好地保持竹集成材本身的颜色。水性漆中的成膜物质与基材之间产生了物理和化学结合,有助于水性漆更好的附着。【结论】本研究探明了竹集成材水性清漆和色漆的影响以及水性漆漆膜的附着肌理,为竹材的水性化涂装及性能提升提供了理论和技术支持。

关键词：竹材水性漆水性色漆漆膜性能附着机理

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壳聚糖-聚磷酸铵层层自组装阻燃竹材的制备及阻燃性能

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东北林业大学学报 2023年第6期51卷 131-139页

作者：曹旭东刘娇雒翠梅母军木质材料科学与应用教育部重点实验室(北京林业大学) 北京100083

采用去竹青竹黄、规格为25 mm×100 mm×6 mm、3年生的毛竹作为基材,按照试验设计方案,以壳聚糖质量分数为1%配制壳聚糖(CS)成膜液,按照w(壳聚糖)∶w(聚磷酸铵)=1∶1、w(壳聚糖)∶w(聚磷酸铵)=1∶3、w(壳聚糖)∶w(聚磷酸铵)=1∶... 详细信息

采用去竹青竹黄、规格为25 mm×100 mm×6 mm、3年生的毛竹作为基材,按照试验设计方案,以壳聚糖质量分数为1%配制壳聚糖(CS)成膜液,按照w(壳聚糖)∶w(聚磷酸铵)=1∶1、w(壳聚糖)∶w(聚磷酸铵)=1∶3、w(壳聚糖)∶w(聚磷酸铵)=1∶5、w(壳聚糖)∶w(聚磷酸铵)=1∶7的质量分数比配制聚磷酸铵(APP)成膜液,采用层层自组装的方法在竹材表面涂覆了壳聚糖-聚磷酸铵(CS-APP)复合膜层。确定优化质量分数比后,制备壳聚糖-聚磷酸铵自组装处理层数为5、10、15、20层的样品。采用扫描电子显微镜、能谱仪、红外光谱仪对壳聚糖-聚磷酸铵自组装阻燃竹材样品的表层微观形貌和化学成分进行了分析,通过锥形量热仪测试分析了不同自组装膜层数的竹材样品的阻燃性能。结果表明:壳聚糖-聚磷酸铵的优化质量分数比例为1∶7;壳聚糖-聚磷酸铵阻燃膜层竹材具有较好的热稳定性;经壳聚糖-聚磷酸铵复合阻燃剂处理的竹材阻燃性能随着自组装膜层数的增加逐渐增强。与未处理样品相比,自组装膜层数为5、10、15、20层的样品点燃时间分别提升了20.0%、50.0%、80.0%、90.0%,热释放速率峰值(pk-HRR)分别下降13.0%、17.7%、20.8%、22.7%,总热释放量(THR)值分别降低10.3%、9.9%、13.9%、14.5%,热释放率峰值出现时间向后推迟0~35 s,CO、CO_(2)释放速率也有所降低。壳聚糖-聚磷酸铵自组装处理增强了竹材的阻燃性能。

关键词：层层自组装技术竹材聚磷酸铵壳聚糖阻燃性能

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大豆蛋白胶黏剂低黏化改性研究进展

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高分子材料科学与工程 2023年第3期39卷 163-171页

作者：赵思齐王含章王浏浏张伟木质材料科学与应用教育部重点实验室北京林业大学木材科学与工程北京市重点实验室北京100083 广西壮族自治区林业科学研究院广西桂林530002

大豆蛋白胶黏剂以植物蛋白质大分子为主要原料,自身存在相对分子质量大、黏度高、流动性差等突出问题,同时大豆蛋白质分子结构复杂、空间位阻大,大量的高活性基团和疏水性基团被复杂大分子链段包裹遮蔽,导致大豆蛋白胶黏剂在木材表面涂... 详细信息

大豆蛋白胶黏剂以植物蛋白质大分子为主要原料,自身存在相对分子质量大、黏度高、流动性差等突出问题,同时大豆蛋白质分子结构复杂、空间位阻大,大量的高活性基团和疏水性基团被复杂大分子链段包裹遮蔽,导致大豆蛋白胶黏剂在木材表面涂布性能差、胶层界面分布不均、耐水胶合强度低,阻碍了其工业化推广和应用。文中探究了造成大豆蛋白胶黏剂高黏度的分子及超分子结构机理,并综述了国内外研究人员针对降低大豆蛋白胶黏剂黏度的最新进展。通过以物理改性、化学改性和生物改性分类归纳,发现通过改变大豆蛋白的二、三、四级结构,对复杂分子结构进行疏解,可有效降低大豆蛋白胶黏剂的黏度、延长储存期、改善界面涂布性能、提高胶合强度。

关键词：大豆蛋白胶黏剂黏度结构

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竹束热处理对CS/APP自组装重组竹阻燃抑烟性能的影响

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西北林学院学报 2023年第3期38卷 203-210页

作者：刘娇曹旭东尚诗媛蔡金澄母军木质材料科学与应用教育部重点实验室北京林业大学材料科学与技术学院北京100083

壳聚糖(CS)/聚磷酸铵(APP)层层自组装(LBL)是一种表面改性工艺,通过对竹束单元进行热处理,研究其对CS-TiO_(2)/APP自组装重组竹(BS)的阻燃抑烟性能的影响及协同关系。采用不同热处理温度(160、180℃)和处理时间(2、3、4 h)对竹束单元进... 详细信息

壳聚糖(CS)/聚磷酸铵(APP)层层自组装(LBL)是一种表面改性工艺,通过对竹束单元进行热处理,研究其对CS-TiO_(2)/APP自组装重组竹(BS)的阻燃抑烟性能的影响及协同关系。采用不同热处理温度(160、180℃)和处理时间(2、3、4 h)对竹束单元进行水蒸气保护的热处理,首先对不同的竹束特性进行研究,优选竹束热处理工艺条件,然后在竹束表面进行CS-TiO_(2)/APP自组装后制备重组竹,分析热处理对重组竹阻燃抑烟性能的影响及与LBL阻燃层的协同作用。结果表明,热处理后的竹束热稳定性提高,同时表面阻燃涂层增重率相比未热处理提高了27.0%,LBL后的极限氧指数较未热处理直接负载的提高了14.4%。综合不同热处理工艺下竹束的特性以及和负载LBL涂层的竹束阻燃效果,确定160℃下3 h为重组竹的热处理工艺条件。通过锥形量热测试,热处理后的BS(W-HT)重组竹较BS重组竹,燃烧热释放速率峰值pk-HRR降低了30.1%,产烟速率pk-SPR峰值降低了50.8%,热处理后的BS(W-HT)/CS-TiO_(2)/APP重组竹与BS/CS-TiO_(2)/APP重组竹比较,pk-HRR降低了9.7%,pk-SPR降低了36.4%,CO产量峰值降低了24.15%。竹束热处理后的重组竹具有较好的阻燃抑烟效果,并且和CS-TiO_(2)/APP层层自组装具有良好的协同作用,提高了竹束表面的CS-TiO_(2)/APP自组装阻燃涂层的负载,减少了BS/CS-TiO_(2)/APP重组竹板材的烟释放和有毒气体的生成。

关键词：竹束重组竹热处理层层自组装阻燃处理

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生物基阻燃水性聚氨酯涂料的制备及对胶合板性能的影响

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化工新型材料 2024年第8期52卷 214-220页

作者：于雷杨国超王镟烨方健木质材料科学与应用教育部重点实验室(北京林业大学) 北京100083 木材科学与工程北京市重点实验室北京100083

针对包装、建筑和家具领域使用的胶合板易燃的问题,对胶合板进行阻燃处理,利用蓖麻油、马来酸酐、异佛尔酮二异氰酸酯、季戊四醇、三乙胺、硼酸锌、丙酮、乙二胺,通过丙酮法制备生物基阻燃水性聚氨酯乳液,采用浸渍涂布法制备阻燃杨木胶... 详细信息

针对包装、建筑和家具领域使用的胶合板易燃的问题,对胶合板进行阻燃处理,利用蓖麻油、马来酸酐、异佛尔酮二异氰酸酯、季戊四醇、三乙胺、硼酸锌、丙酮、乙二胺,通过丙酮法制备生物基阻燃水性聚氨酯乳液,采用浸渍涂布法制备阻燃杨木胶合板。根据GB/T 1040.3—2006对水性聚氨酯胶膜的物理性能进行测试,采用傅里叶变换红外光谱表征硼酸锌添加量不同的乳液的官能团,采用氧指数测定仪、热重分析仪、锥形量热仪、导热系数测试仪表征阻燃处理前后杨木胶合板的阻燃性能、热稳定性、热释放速率和隔热性能,并探究了阻燃杨木胶合板的抗流失性能。结果表明:阻燃杨木胶合板具有良好的阻燃性能,当硼酸锌添加量达到7.5g时阻燃杨木胶合板的极限氧指数可达34.8%,残炭率较对照样提高了360.94%,最大热释放速率降低了24.10%,总热释放量下降了43.32%,总烟释放量下降了37.50%,导热系数下降了24.14%,同时抗流失性也有所提升。生物基阻燃水性聚氨酯乳液可以增强杨木胶合板的阻燃性能,较直接添加硼酸锌具有更好的抗流失性,可以为胶合板提供更持久的阻燃效果。

关键词：阻燃性水性聚氨酯硼酸锌物理共混胶合板

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基于KANO模型与TRIZ理论的竹质椅类家具创新设计

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林业工程学报 2024年第1期9卷 177-183页

作者：吴春锦宋莎莎刘毅刘焕荣木质材料科学与应用教育部重点实验室(北京林业大学) 北京100083 木材科学与工程北京市重点实验室北京100083 国家林业草原木质材料循环利用工程技术研究中心北京100083

竹板材家具作为竹家具工业化生产的一个新的方向,可有效缓解我国木材短缺的现状,有利于充分利用我国丰富的竹林资源,但目前竹家具的设计、研究和生产仍存在许多不足。为了给竹家具的创新设计寻找一种新的现代化设计方法,本研究将KANO模... 详细信息

竹板材家具作为竹家具工业化生产的一个新的方向,可有效缓解我国木材短缺的现状,有利于充分利用我国丰富的竹林资源,但目前竹家具的设计、研究和生产仍存在许多不足。为了给竹家具的创新设计寻找一种新的现代化设计方法,本研究将KANO模型与TRIZ理论相结合,以竹质椅类家具为例,对竹家具设计展开研究。经过文献查阅调研后进行KANO问卷的设计,对KANO问卷结果进行分析后得出外观现代简洁、可调节2个魅力型需求指标。通过问卷所得的两项设计需求以及竹材自身性质的分析,进行了竹质椅类家具方案的初步设计。将问卷所得需求转化为3项技术矛盾,利用TRIZ矛盾矩阵寻找相应的发明原理并筛选出适用的设计方法进行分析,得出设计改进策略,代入初步设计方案中进一步优化,得出最终的竹质椅类家具方案。本研究通过完整的竹质椅类家具创新方案设计流程,验证了所建立的竹家具创新设计方法的科学性及实用性,为竹家具的设计、加工、生产等提供了更加标准高效的解决思路,从而为竹家具的设计制造提供参考。

关键词： KANO模型 TRIZ理论竹家具椅类创新设计

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碳化汉麻秆纤维−氮化硼三维导热网络构建高导热环氧树脂复合材料

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北京林业大学学报 2025年第4期47卷 177-184页

作者：李淼赵俊博刘付陈瑶北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室木材科学与工程北京市重点实验室北京100083 苏州佰旻电子材料科技有限公司江苏苏州215137

【目的】本研究旨在利用碳化汉麻秆纤维构建三维导热网络,解决传统环氧树脂(EP)复合材料中氮化硼(BN)填料添加量高导致的力学性能下降、加工性降低和成本增加的问题,提升环氧树脂的导热性能。【方法】采用碳化汉麻秆纤维(C)作为基础骨架... 详细信息

【目的】本研究旨在利用碳化汉麻秆纤维构建三维导热网络,解决传统环氧树脂(EP)复合材料中氮化硼(BN)填料添加量高导致的力学性能下降、加工性降低和成本增加的问题,提升环氧树脂的导热性能。【方法】采用碳化汉麻秆纤维(C)作为基础骨架,与氮化硼(BN)复合,利用二者协同增效作用构建高导热复合骨架,以环氧树脂(EP)为基体,制备BN-C/EP复合材料。通过表征材料的微观形貌、化学成分、力学性能及导热散热性能,研究其内部三维导热网络的形成机制和作用原理。【结果】(1)BN-C/EP复合材料中,碳化汉麻秆纤维相互交织并与改性后的BN协同作用,形成了丰富的三维热传导网络;其导热系数较EP提高了496%,每单位填料的导热系数提高了58.63%,有效降低了导热填料的添加量,从而降低了成本。(2)在跨面导热测试中,BN-C/EP复合材料的导热效率较EP提高了11.95%;在面内散热测试中,散热效率较EP提高了23.33%。这些结果表明,该材料在跨面导热和面内散热应用(如散热器)方面具有良好的潜力。(3)BN-C/EP复合材料的抗弯强度提高至68.7 MPa,较EP和BN/EP分别提高了2.08%和9.74%,满足作为热界面材料的使用条件。【结论】本研究利用高长径比的碳化汉麻秆纤维,成功构建了BN-C/EP复合材料的三维导热网络,显著提升了其导热性能。研究揭示了汉麻秆纤维在构建三维导热网络中的关键作用,其天然、环保、低成本的特性为复合材料的开发提供了新的思路。未来可进一步探索天然纤维与导热填料的协同作用机制,优化复合材料的微观结构,开发更高性能、更绿色的复合材料,以满足工业对高效热管理材料的需求。

关键词：汉麻纤维碳化氮化硼(BN) 环氧树脂(EP) BN-C/EP复合材料导热散热热界面材料

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植物油料蛋白木材胶黏剂改性的研究进展

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中国油脂 2023年第9期48卷 75-82页

作者：刘欣锐陈惠高强李建章北京林业大学材料科学与技术学院木质材料科学与应用教育部重点实验室木材科学与工程北京市重点实验室北京100083

植物油料蛋白胶黏剂具有来源广泛、无毒、可再生及制备简单等优点,但胶接强度低、耐水性能差、易霉变等问题限制了其发展和应用。综述了近年来几种主要植物油料蛋白胶黏剂如大豆蛋白胶黏剂、花生蛋白胶黏剂、棉籽蛋白胶黏剂等在木材行... 详细信息

植物油料蛋白胶黏剂具有来源广泛、无毒、可再生及制备简单等优点,但胶接强度低、耐水性能差、易霉变等问题限制了其发展和应用。综述了近年来几种主要植物油料蛋白胶黏剂如大豆蛋白胶黏剂、花生蛋白胶黏剂、棉籽蛋白胶黏剂等在木材行业的研究和应用现状,重点阐述了提高植物油料蛋白胶黏剂耐水性能的改性方法,包括物理改性、变性剂改性、接枝改性、交联改性、仿生改性、酶改性、纳米材料改性、复合改性等,指出了植物油料蛋白胶黏剂存在的问题,并对未来发展方向和应用前景进行了展望。

关键词：油料大豆蛋白花生蛋白棉籽蛋白胶黏剂

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活性染料染色木质材料的研究进展

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木材科学与技术 2022年第4期36卷 13-18页

作者：杨国超周振兴张求慧北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083

染色处理能丰富木质材料的色彩,提升其装饰效果和商品价值。活性染料通过共价键与木质纤维形成纤维-染料体系,从而赋予木质材料丰富的色彩,是一种高效的木材染色剂。本文从活性染料的分类、染色工艺、固色方法等方面对活性染料染色木质... 详细信息

染色处理能丰富木质材料的色彩,提升其装饰效果和商品价值。活性染料通过共价键与木质纤维形成纤维-染料体系,从而赋予木质材料丰富的色彩,是一种高效的木材染色剂。本文从活性染料的分类、染色工艺、固色方法等方面对活性染料染色木质材料进行分析,探讨了活性染料官能团差异性、染料染色影响因素、助剂作用方式等对染色效果的影响,并从提高活性染料染色活性、提高染色后纤维色牢度、降低染色过程中污染物排放等方面提出了建议。

关键词：木质材料活性染料反应活性色牢度

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